Проект ректификационной колонны для разделения бинарной смеси

 Перечень чертежей:

1. Сборочный чертеж ректификационной колонны А1 С техническими характеристиками и требованиями:
   • Аппарат предназначен для разделения смеси этиловый спирт - декан с концентрацией низкокипящего компонента 50%
   • Емкость номинальная 5,8 м³
   • Производительность 9 т/ч
   • Давление в колонне 0,1 МПа
   • Температура в кубе 88,6 ^о С
   • Среда в аппарате токсичная, коррозионная
   • Тип тарелок - клапанный
   • Число тарелок 14
   • Технические требования.
   • При изготовлении, испытании и поставке аппарата должны выполняться требования ГОСТ 12, 2, 003 – 76, ОСТ 26 - 291 - 79
   • Материал тарелок и частей колонны соприкасающиеся с разделяемыми жидкостями или их парами из стали 12Х18Н10Т ГОСТ 5949-75, остальные элементы колонны - из стали СТ 3 ГОСТ 380-94
   • Аппарат испытать на прочность гидравлически:

• в горизонтальном положении - давлением 0,2 МПа
• в вертикальном положении - наливом
  • Сборные соединения должны соответствовать требованиям ОН 26-01-71-68. Сварку производить электродами марки АНО-5-4,5-2 по ГОСТ 9467-75
  • Сборочные швы в объеме 100% контролировать рентгенопросвечиванием
  • Действительное расположение штуцеров и цапф указано на схеме

2. Технологическая схема А1 с указанием сред в трубопроводе и оборудования: колонна ректификационная, дефлегматор, кипятильник, подогреватель, холодильник, емкость, распределитель, насос, регулирующий и запорный вентили

 Дополнительные материалы: прилагается расчетно-пояснительная записка на 47 листах

В записке рассмотрен процесс ректификации, суть которого заключается в выделении одной или нескольких жидкостей в более или менее чистом виде из смеси двух или в общем случае нескольких жидкостей с различными температурами кипения. Это достигается нагреванием и испарением такой смеси с последующим многократным тепло- и массообменом между жидкой и паровой фазами; в результате часть легколетучего компонента переходит из жидкой фазы в паровую, а часть менее летучего компонента—из паровой фазы в жидкую.

Процесс ректификации осуществляют в ректификационной установке, включающей ректификационную колонну, дефлегматор, холодильник-конденсатор, подогреватель исходной смеси, сборники дистиллята и кубового остатка. Дефлегматор, холодильник-конденсатор и подогреватель представляют собой обычные теплообменники. Основным аппаратом установки является ректификационная колонна, в которой пары перегоняемой жидкости поднимаются снизу, а навстречу парам сверху стекает жидкость, подаваемая в верхнюю часть аппарата в виде флегмы. В большинстве   случаев     конечными       продуктами     являются    дистиллят и кубовый остаток.

Проведен сравнительный анализ существующих установок для ректификации, выявлены недостатки и достоинства.

Составлена схема выбранной ректификационной установки

Приведена расчетная часть, в которой:

• Рассчитан материальный баланс 9 т/ч, массовый расход кубового остатка 4348 кг/ч, массовый расход дистиллята 4652 кг/ч и построена диаграмма состав-состав для смеси этиловый спирт-декан при атмосферном давлении
• Определена скорость пара 1,436 м/с и диаметр колонны 1000 мм с расчетом следующих показателей:

• Произведен расчет числа тарелок 14 и высоты колонны 5,2 м
• Выполнен гидравлический расчет колонны с определением:

Проведена проверка работоспособности тарелок, в ходе которой было установлено выполнение условий по расчетам, при которых обеспечивается устойчивая работа тарелок.

• Сделан тепловой расчет установки с определением:

• Определены диаметра штуцеров на основание приводимых расчетов:
  • Для ввода в колонну питания 50мм
  • Для подачи флегмы 50 мм
  • Для вывода паров из колонны 200 мм
  • Для вывода кубовой жидкости из колонны 200 мм
  • Для выхода кубового остатка 80 мм
  • Для ввода парожидкостной смеси в куб колонны 200 мм
  • Для подогревателя питания 50 мм
  • Для кипятильника 125 мм
  • Для дефлегматора 125 мм
  • Для холодильника дистиллята 50 мм
  • Для холодильника кубового остатка 50 мм

Выполнен подбор стандартных деталей по ОСТ:

• Стальных фланцевых патрубков
• Цилиндрических опор
• Фланцев для труб и трубной арматуры
• Днища

Приведены основные положения техники безопасности, и общие сведения о компонентах смеси:

• Декан – горючая жидкость без цвета со слабым запахом бензина. Не растворяется в воде, ограниченно растворим в этаноле, хорошо растворим в неполярных растворителях. Температура вспышки 47˚С, температура самовоспламенения 208˚С. Декан относится к классу предельных углеводородов.
• Этиловый спирт (этанол, метилкарбинол) – горючая жидкость без цвета с характерным запахом, смешивается в любых соотношениях с водой и многими органическими растворителями. Температура вспышки 13˚С, температура воспламенения 365˚С. Применяетсядля синтеза многих органических соединений.

Спецификация –   1 лист

В программе: Компас 3D v, AutoCad